CN108884916B - 旋转传递装置 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种旋转传递装置，其允许在减小游隙的情况下进行旋转传递，并且允许组件容易地对准。旋转传递装置具有传递构件(30)，其围绕驱动轴(11)的旋转部件(12)和从动轴(21)的旋转部件(22)。至少驱动轴(11)的旋转部件(12)或从动轴(21)的旋转部件(22)具有与传递构件(30)的内表面接触的外表面，以使得内表面和外表面之间产生的摩擦力实现到传递构件(30)的扭矩传递和从传递构件(30)接收扭矩。

Description

旋转传递装置

技术领域

本发明涉及旋转传递装置，用于传递从例如电机等动力源接收的旋转力。

背景技术

已经开发了模仿动物和人类的多种机器人(例如，日本特开专利申请No.2002-11679所公开的)。这样的机器人往往具有联接在一起的一对臂，一个内部提供有电机，另一个提供有从动轴。从动轴在它由电机接收到扭矩时旋转，以与另一个臂一起运动。现有机器人通常依靠齿轮进行从电机的旋转轴到从动轴的旋转(扭矩)传递。例如，关于彼此成直角布置的电机的旋转轴和从动轴通过锥齿轮联接在一起。

发明内容

采用锥齿轮进行从电机轴到从动轴的旋转传递的前述结构易于在致动器的运动中引起游隙。由于电机旋转轴和从动轴的尺寸公差，还很难将电机旋转轴和从动轴彼此以较大的精度对准。在臂具有由小电机和齿轮构成的内置致动器的情况下特别如此。

根据本发明的第一实施例，旋转传递装置包括第一旋转轴和第二旋转轴，第一旋转轴具有第一旋转部件，第二旋转轴具有第二旋转部件，使得第一旋转轴和第二旋转轴彼此交叉，并且第一旋转部件和第二旋转部件由传递构件围绕。第一旋转部件将旋转传递到传递构件，传递构件转而将旋转传递到第二旋转部件。从第一旋转部件和第二旋转部件的至少一个旋转部件到传递构件的旋转传递通过旋转部件的至少一个的外表面和传递构件的内表面之间的摩擦力实现。

上述旋转传递装置能够减小旋转传递中发生的游隙。而且，其允许传递构件限定旋转部件的位置，由此便于其对准。

附图说明

图1A是根据本发明的一个实施例的旋转传递装置的立体视图。

图1B是示出图1A中图示的旋转传递装置的壳体内部的立体视图。

图1C是示出图1A中图示的旋转传递装置的剖视图。

图2是示出图1A中图示的旋转传递装置的重要部件的放大剖视图。

图3是示出根据本发明的一个实施例的旋转传递装置的修改的示例的示意图。

图4是示出根据本发明的一个实施例的旋转传递装置的再一修改的示例的示意图。

图5A是示出根据本发明的一个实施例的旋转传递装置的又一示例的立体视图。

图5B是图5A中图示的旋转传递装置的重要部件的剖视图。

图6是示出根据本发明的一个实施例的旋转传递装置的又一示例的剖视图。

图7是示出根据本发明的一个实施例的旋转传递装置的又一示例的剖视图。

图8A是示出根据本发明的一个实施例的旋转传递装置的又一示例的立体视图。

图8B是示出图8A中图示的旋转传递装置的重要部件的侧视图。

图8C是示出图8A中图示的旋转传递装置的重要部件的剖视图。

图8D是示出图8A中图示的旋转传递装置的重要部件的剖视图。该图中，传递构件的位置与图8C中图示的位置不同。

图9是示出提供有根据本发明的一个实施例的旋转传递装置的机器人的示例的示意图。

具体实施方式

下面描述根据本发明的实施例。本说明书中图示的实施例仅是示例性的，其不旨在限制本发明的范围。本发明的范围覆盖具有与本文公开的那些实施例相同或相似的优点的任何其他实施例。

图1A到1C显示了根据本发明的一个实施例的旋转传递装置1。图1A是示出旋转传递装置1的整体的立体视图。图1B是示出旋转传递装置1的壳体7的内部的立体视图。图1C是示出后面将提到的旋转部件12和22以及传递构件30的剖视图。图2是示出图1A中图示的旋转传递装置的重要部件的放大剖视图。

如图1C中所示，旋转传递装置1包括电机10(作为动力源)和从动轴21，其在它从电机10接收到扭矩时旋转。在显示的旋转传递装置1的情况下，电机10包括电机本体10a和从电机本体10a延伸的驱动轴11。电机本体10a在其中容纳转子和定子，因此其使得驱动轴11旋转。驱动轴11不一定总是从电机本体10a延伸。例如，驱动轴11可由任何减速机构代替，减速机构传递电机本体10a的旋转(扭矩)。驱动轴11对应于权利要求中的“第一旋转轴”，从动轴21对应于权利要求中的“第二旋转轴”。

驱动轴11的旋转通过传递构件30传递到从动轴21。因此，旋转传递装置1用作致动器，用来使连接到从动轴21的任何构件(例如臂)运动。从动轴21具有附接到其端部的齿轮29，使得其与从动轴21一起旋转，如图1C中所图示的。在旋转传递装置1用于机器人(例如)的情况下，齿轮29可与图1C中图示的另一个齿轮91啮合，齿轮91附接到臂(例如)的轴92。附接到从动轴21的齿轮29可由联接机构的臂或输出从动轴21的旋转的任何其它构件代替。驱动轴11可具有轴承3c，轴承3c布置在其基部，并且从动轴21可具有轴承3b和3a。

驱动轴11和从动轴21布置为使得它们彼此交叉。即，在旋转传递装置1的情况下它们彼此以直角交叉。交叉角度不总是直角；其可以是例如70度或80度。应根据将要由从动轴21移动的构件的方向来选择恰当的角度。

驱动轴11承载附接到其的旋转部件12，旋转部件12与驱动轴11一起旋转。驱动轴11和旋转部件12可一体形成或由单独形成的部件组装。从动轴21承载附接到其的旋转部件22，旋转部件22与从动轴21一起旋转。从动轴21和旋转部件22可一体形成或由单独形成的部件组装。下文中，驱动轴11的旋转部件12将被称为驱动旋转部件12，从动轴21的旋转部件将被称为从动旋转部件22。

旋转传递装置1具有传递构件30，传递构件30具有图1B中图示的环单元31。驱动旋转部件12和从动旋转部件22布置在环单元31内部，使得它们由环单元31围绕。环单元31的内表面具有与驱动旋转部件12的外表面接触的部分和与从动旋转部件22的外表面接触的部分。

驱动旋转部件12和环单元31布置为使得摩擦力在它们相应的外侧和内侧产生。换句话说，由于它们在压力下彼此接触，因此摩擦力在它们之间产生。驱动旋转部件12将旋转(扭矩)通过在驱动旋转部件12的外侧和环单元31的内侧之间的摩擦力传递到传递构件30。在驱动旋转部件12的外侧和环单元31的内侧之间没有啮合部件(例如齿轮)。

由于同样原因，在环单元31的内侧和从动旋转部件22的外侧之间没有啮合部件。从动旋转部件22和环单元31布置为使得摩擦力在它们相应的外侧和内侧之间产生。换句话说，由于它们在压力下彼此接触，因此摩擦力在它们之间产生。传递构件30通过从动旋转部件22的外侧和环单元31的内侧之间的摩擦力将旋转(扭矩)传递到从动旋转部件22。由于被可旋转地支撑，传递构件30与旋转部件12和22一起旋转。

如上面所述构造的传递构件30允许驱动轴11将旋转(扭矩)传递到从动轴21。如图1B中所示，扭矩传递以下述顺序进行。驱动轴11和驱动旋转构件12沿方向D11旋转，传递构件30沿方向D12旋转。结果，从动轴21和从动旋转部件22沿方向D13旋转。由于驱动旋转部件12和从动旋转部件22可通过传递构件30明确地定位，因此易于将两个旋转部件12和22定位。传递构件30，特别地环单元31应优选地一体形成。这允许旋转部件12和22精确对准。传递构件30也可由多个部件构造。传递构件30、驱动旋转部件12和从动旋转部件22可由例如金属和塑料等材料形成。

附带地，环单元31的内表面不一定总是在压力下与驱动旋转部件12的外表面接触。换句话说，环单元31的内表面和旋转驱动部件12的外表面不一定总是彼此直接接触。例如，环单元31和驱动旋转部件12可布置为使得在它们相应的内外表面之间存在油膜，该油膜由于其黏性特性而在它们之间引起摩擦力。即，从驱动旋转部件12到传递构件30的旋转的传递可通过附着摩擦力(或黏性摩擦力)实现。同样，从动旋转部件22和环单元31可布置为使得在它们相应的外表面和内表面之间存在油膜，并且从动旋转部件22和环单元31彼此接触，其中该油膜介于它们之间。换句话说，从从动旋转部件22到传递构件30的旋转的传递可通过附着摩擦力实现。

图1C中示出的旋转传递装置1具有传递构件30，传递构件30呈杯状。换句话说，传递构件30具有底部32，底部32形成在环单元31的边缘上。传递构件30由附接到底部32的中心的支撑轴33支撑，使得其可围绕支撑轴33旋转。旋转传递装置1还具有壳体7，壳体7保持传递构件30和旋转部件12及22，如图1A中所示。支撑轴33支撑在壳体7内部。例如，支撑轴33使其端部安装到形成在保持传递构件30的腔室内部的孔内。本文示例的旋转传递装置1具有支撑轴33，支撑轴33可与传递构件30一体旋转。支承轴33固定到壳体7并且传递构件30可相对于支撑轴33旋转是可能的。

传递构件30能够围绕图2中图示的旋转中心线Ct旋转。旋转中心线Ct为通过传递构件30的旋转中心的假想直线。传递构件30布置为使得其旋转中心线Ct关于驱动轴11和从动轴21二者倾斜。另外，传递构件30布置为使得其旋转中心线Ct位于包含驱动轴11的轴线Cp和从动轴21的轴线Cq的平面上，如图2中图示的。在上面所述的旋转传递装置1的情况下，旋转中心线Ct二分驱动轴11和从动轴21之间的角度。在上面所述的旋转传递装置1的情况下，驱动轴11和从动轴21彼此垂直。因此，旋转中心线Ct和驱动轴11之间的角度以及旋转中心线Ct和从动轴21之间的角度都为45度。

传递构件30可具有不同于上面所述那些的任何其它布局和结构。例如，旋转中心线Ct不一定总是二分驱动轴11和从动轴21之间的角度。这允许驱动轴11和从动轴21改变减速比(将在后面描述)。而且，旋转中心线Ct可从包含驱动轴11的轴线Cp和从动轴21的轴线Cq二者的平面偏移。

而且，传递构件30不一定总是具有底部32并且由支撑轴33支撑。在该情况下，传递构件30可提供有轴承，该轴承将其支撑在环单元21外部。

传递构件30可安装为使得其围绕旋转中心线Ct旋转通过小于360度(即30度或60度)。传递构件30不一定总是为圆形。即，传递构件30可具有部分弯曲并且部分平直的外表面。弯曲表面平行于包围作为其中心的旋转中线Ct并且覆盖环单元31内部与驱动旋转部件12的外表面接触的区域并且还覆盖环单元31内部与从动旋转部件22的外表面接触的区域的圆弧。更准确地，环单元31的内表面可具有平行于包围作为其中心的旋转中线Ct并且覆盖对应于传递构件30的旋转角度的范围的区域的圆弧。

另外，传递构件30不一定总是具有环单元31。例如，传递构件30可具有第一开口，其内表面与驱动旋转部件12的外表面接触，并且还具有第二开口，其内表面与从动旋转部件22的内表面接触。

如图2中所图示的，旋转传递装置1具有中间传递构件40，其布置在驱动旋转部件12和从动旋转部件22之间。在所示的情况下，中间传递构件40为圆柱状，并且保持布置在其中的支撑轴33，使得其由支撑轴33可旋转地支撑。该中间传递构件40使其外表面与驱动旋转部件12和从动旋转部件22接触。中间传递构件40的其旋转中心线在包含驱动轴11的轴线Cp和从动轴21的轴线Cq的假想平面上。

驱动旋转部件12和中间传递构件40布置为使得摩擦力产生在它们的外表面之间。例如，中间传递构件40使其外表面压抵驱动旋转部件12的外表面。驱动旋转部件12通过在驱动旋转部件12和中间传递构件40的相应外表面之间产生的摩擦力将旋转(扭矩)传递到中间传递构件40。不存在形成在驱动旋转部件12和中间传递构件40的相应外表面之间的啮合部件(例如齿轮)。

从动旋转部件22和中间传递构件40也以摩擦力产生在从动旋转部件22和中间传递构件40的相应外表面之间的方式布置。例如，中间传递构件40使其外表面压抵从动旋转部件22的外表面。从动旋转部件22通过在从动旋转部件22和中间传递构件40的相应外表面之间产生的摩擦力从中间传递构件40接收旋转(扭矩)。不存在形成在中间传递构件40和从动旋转部件22的相应外表面之间的啮合部件(例如齿轮)。

上面提到的中间传递构件40允许驱动旋转部件12和从动旋转部件22的相应位置由中间传递构件40和传递构件30限定。另外，其还允许驱动轴11不仅通过传递构件30而且通过中间传递构件40将其旋转传递到从动轴21。

附带地，中间传递构件40不一定总是使其外表面压抵驱动旋转不仅12的外表面。换句话说，中间传递构件40和驱动旋转部件12的相应外表面不一定总是彼此直接接触。例如，中间传递构件40和驱动旋转部件12可布置为使得油膜形成在其相应的外表面之间，其相应的外表面通过该油膜彼此接触。该油膜使得其黏性在中间传递构件40和驱动旋转部件12之间产生摩擦力。该黏性用作在中间传递构件40和驱动旋转部件12之间传递旋转的黏性摩擦力(附着摩擦力)。同样，中间传递构件40不一定总是使其外表面压抵从动旋转部件22的外表面。换句话说，中间传递构件40和从动旋转部件22的相应外表面不一定总是彼此之间接触。例如，中间传递构件40和从动旋转部件22可布置为使得油膜形成在其相应的外表面之间，其相应的外表面通过该油膜彼此接触。该油膜使得其黏性在中间传递构件40和从动旋转部件22之间产生摩擦力。该黏性用作在中间传递构件40和从动旋转部件22之间传递旋转的黏性摩擦力(附着摩擦力)。

如图2中所图示的，驱动旋转部件12包括外侧接触旋转部分12a和内侧接触旋转部分12b，其中外侧接触旋转部分12a具有与环单元31的内表面接触的外表面，内侧接触旋转部分12b具有与中间传递构件40的外表面接触的外表面。

如图2中所图示的，外侧接触旋转部分12a具有关于驱动轴11的轴线旋转对称的形状。另外，关于驱动轴11旋转对称的外侧接触旋转部分12a半径沿驱动轴11的轴向方向改变。具体地，围绕驱动轴11转动的外侧接触旋转部分12a在朝向驱动轴11的前端行进时半径逐渐增大。以该方式成形的外侧接触旋转部分12a特征在于，在外侧接触旋转部分12a与传递构件30相遇处的接触点P1处，其外表面与环单元31的内表面沿传递构件30围绕其旋转的旋转中心线Ct的径向方向相遇(与中心线Ct以直角相交)。根据一个示例，外侧接触旋转部分12a围绕驱动轴11呈近似锥形的形状。外侧接触旋转部分12a可具有沿驱动轴11的径向方向鼓起的外表面。例如，外侧接触旋转部分12a可呈半球形形状。

如图2中所图示的，内侧接触旋转部分12b具有关于驱动轴11的轴线旋转对称的形状。另外，围绕驱动轴11转动的内侧接触旋转部分12b沿驱动轴11的轴向方向半径变化。具体地，与外侧接触旋转部分12a相反，围绕驱动轴11转动的内侧接触旋转部分12b沿朝向驱动轴的前端行进时半径逐渐减小。以该方式成形的内侧接触旋转部分12b特征在于，其外表面在内侧接触旋转部分12b与中间传递构件40相遇处的接触点P2处沿内侧旋转部件12b围绕其旋转的旋转中心线Ct的径向方向(与中心线Ct以直角相交)与中间传递构件40的外表面相遇。根据一个示例，内侧接触旋转部分12b围绕驱动轴11呈近似锥形旋转。内侧接触旋转部分12b可具有沿驱动轴11的径向方向鼓起的外表面。例如，内侧接触旋转部分12b可呈半球形形状。

围绕驱动轴11旋转的外侧接触旋转部分12a在朝向驱动轴11的前端行进时使其半径逐渐增大。另一方面，与外侧接触旋转部分12a相反，围绕驱动轴11旋转的内侧接触旋转部分12b在朝向驱动轴11的前端行进时使其半径逐渐减小。而且，外侧接触旋转部分12a和内侧接触旋转部分12b沿驱动轴11的轴向方向彼此接触。因而，驱动旋转部件12作为整体具有穿过驱动轴11的菱形横截面。或者，驱动旋转部件12可呈球形形状。

外侧接触旋转部分12a的外表面或环单元31的内表面可以是弯曲的，使得其接触面积减小。这在旋转传递装置1的情况下实现，因为外侧接触旋转部分12a的外表面是弯曲的，使得外侧接触旋转部分12a的外表面和传递构件30的旋转中心线Ct之间的距离在外侧接触旋转部分12a和传递构件30之间的接触点P1处最大。这减小环单元31和外侧接触旋转部分12a之间的接触面积。这反之抑制对驱动轴11和传递构件30的旋转不利的阻力。在旋转传递装置1的情况下，外侧接触旋转部分12a的外表面弯曲为使得朝向环单元31的内表面鼓起。具体地，外侧接触旋转部分12a的外表面描绘了在点Pa处定中心的弧，其沿垂直于旋转中心线Ct的方向远离环单元31的内部。附带地，上面所述的旋转传递装置1的示例可修改，使得环单元31的内表面弯曲为朝向旋转中心线Ct鼓起。换句话说，传递构件30的内表面弯曲为使得传递构件30的内表面和传递构件30的旋转中心线Ct之间的距离在接触点P1处最小。

而且，内侧旋转接触部分12b的外表面或中间传递构件40的外表面可弯曲为使得其接触面积减小。这在旋转传递装置1的情况下实现，因为内侧旋转接触部分12b的外表面弯曲为使得内侧接触旋转部分12b的外表面和旋转中心线Ct之间的距离在内侧旋转接触部分12b的外表面和中间传递构件40的外表面之间的接触点P2处最小。这减小中间传递构件40和内侧接触旋转部分12b之间的接触面积。这反之抑制对驱动轴11和中间传递构件40的旋转不利的阻力。在旋转传递装置1的情况下，内侧接触旋转部分12b的外表面弯曲为使得朝向中间传递构件40鼓起。具体地，内侧接触旋转部分12b的外表面描绘了在点Pb处定中心的弧，其沿垂直于旋转中心线Ct的方向远离中间传递构件40。附带地，上面所述的旋转传递装置1的示例可修改，使得中间传递构件40的外表面弯曲为沿旋转中心线Ct的径向方向鼓起。换句话说，中间传递构件40的外表面弯曲为使得中间传递构件40的外表面和旋转中心线Ct之间的距离在接触点P2处最大。

如在驱动旋转部件12的情况下，从动旋转部件22包括外侧接触旋转部分22a和内侧接触旋转部件22b，其中外侧接触旋转部分22a具有与环单元31的内表面接触的外表面，内侧接触旋转部分22b具有与中间传递构件40的外表面接触的外表面。

在旋转传递装置1的情况下，从动旋转部件22的外侧接触旋转部分22a形状与驱动旋转部件12的外侧接触旋转部分12a相似。换句话说，外侧接触旋转部分22a呈关于从动轴21的轴线旋转对称的形状。另外，围绕从动轴21转动的外侧接触旋转部分22a半径沿从动轴21的轴向方向改变。具体地，围绕从动轴21转动的外侧接触旋转部分22a在朝向从动轴21的前端行进时半径逐渐增大。以该方式成形的外侧接触旋转部分22a特征在于，在外侧接触旋转部分22a与传递构件30相遇处的接触点P4处，其外表面与环单元31的内表面沿传递构件30围绕其旋转的旋转中心线Ct的径向方向相遇(与中心线Ct以直角相交)。根据一个示例，外侧接触旋转部分22a围绕从动轴21呈近似锥形的形状形状。外侧接触旋转部分22a可呈半球形形状。

外侧接触旋转部分22a的外表面或环单元31的内表面可以是弯曲的，使得其接触面积减小。这在旋转传递装置1的情况下实现，因为外侧接触旋转部分22a的外表面是弯曲的，使得外侧接触旋转部分22a的外表面和传递构件30的旋转中心线Ct之间的距离在外侧接触旋转部分22a和传递构件30之间的接触点P4处最大。这减小环单元31和外侧接触旋转部分22a之间的接触面积。这反之抑制对从动轴11和传递构件30的旋转不利的阻力。上面示出的旋转传递装置1可由环单元31的内表面弯曲为朝向旋转中心线Ct鼓起的旋转传递装置代替。换句话说，传递构件30的内表面弯曲为使得传递构件30的内表面和传递构件30的旋转中心线Ct之间的距离在接触点P4处最小。

在旋转传递装置1的情况下，从动旋转部件22的内侧接触旋转部分22b形状与驱动旋转部件12的内侧接触旋转部分12b相似。换句话说，内侧接触旋转部分22b呈关于从动轴21的轴线旋转对称的形状。另外，围绕从动轴21转动的内侧接触旋转部分22b沿从动轴21的轴向方向半径变化。具体地，与外侧接触旋转部分22a相反，围绕从动轴21转动的内侧接触旋转部分22b沿朝向从动轴的前端行进时半径逐渐减小。以该方式成形的内侧接触旋转部分22b特征在于，其外表面在内侧接触旋转部分22b与中间传递构件40相遇处的接触点P3处沿中间传递构件40围绕其旋转的旋转中心线Ct的径向方向(与中心线Ct以直角相交)与中间传递构件40的外表面相遇。根据一个示例，内侧接触旋转部分22b围绕从动轴21呈近似锥形形状。内侧接触旋转部分22b可具有弯曲为沿从动轴21的径向方向鼓起的外表面。例如，内侧接触旋转部分22b可呈半球形形状。

内侧旋转接触部分22b的外表面或中间传递构件40的外表面可弯曲为使得其接触面积减小。这在旋转传递装置1的情况下实现，因为内侧旋转接触部分22b的外表面弯曲为使得内侧接触旋转部分22b的外表面和旋转中心线Ct之间的距离在内侧接触旋转部分22b的外表面和中间传递构件40的外表面之间的接触点P3处最大。这减小中间传递构件40和内侧接触旋转部分22b之间的接触面积。这反之抑制对从动轴11和中间传递构件40的旋转不利的阻力。在旋转传递装置1的情况下，内侧接触旋转部分12b的外表面弯曲为使得朝向中间传递构件40鼓起。具体地，内侧接触旋转部分12b的外表面描绘了在点Pb处定中心的弧，其沿垂直于旋转中心线Ct的方向远离中间传递构件40。附带地，上面所述的旋转传递装置1的示例可修改，使得中间传递构件40的外表面弯曲为沿旋转中心线Ct的径向方向鼓起。换句话说，中间传递构件40的外表面弯曲为使得中间传递构件40的外表面和旋转中心线Ct之间的距离在接触点P2处最大。上面示出的旋转传递装置1可由中间传递构件40的外表面弯曲为沿旋转中心线Ct的径向方向鼓起的旋转传递装置代替。换句话说，中间传递装置40的外表面弯曲为使得中间传递构件40的外表面和旋转中心线Ct之间的距离在接触点P3处最大。旋转传递装置1可由其中驱动旋转部件12形状不与从动旋转部件22相似的旋转传递装置代替。

驱动轴11将其旋转通过传递构件30传递到从动轴21。驱动轴11的旋转速度ωa和从动轴21的旋转速度ωb之间具有下述公式表达的关系：

ωb＝ωa×Ra1/Ra2

其中，Ra1表示驱动轴11的旋转中心和驱动旋转部件12的外表面与环单元31的内表面相遇处的接触点P1之间的距离，Ra2表示从动轴21的旋转中心和从动旋转部件22的外表面与环单元31的内表面相遇处的接触点P4之间的距离。在旋转传递装置1的情况下，驱动轴11的旋转通过中间传递构件40传递到从动轴21。与上面所述出于相同原因，驱动轴11的旋转速度ωa和从动轴21的旋转速度ωb之间具有下述公式表达的关系：

ωb＝ωa×Rb1/Rb2

其中，Rb1表示驱动轴11的旋转中心和驱动旋转部件12的外表面与中间传递构件40的外表面相遇处的接触点P2之间的距离，Rb2表示从动轴21的旋转中心和从动旋转部件22的外表面与中间传递构件40的外表面相遇处的接触点P3之间的距离。在通过传递构件30待传递到从动轴21的旋转速度和通过中间传递构件40待传递到从动轴21的旋转速度之间应具有对应关系。因此，距离如下限定：

Ra1:Rb1＝Ra2:Rb2

而且，由旋转传递装置1获得的减速比(ωb/ωa)由下面的公式限定。

ωb/ωa＝Ra1/Ra2＝Rb1/Rb2

上面提到的旋转传递装置1应优选地具有线性排列的接触点P1,P2,P3和P4。这防止由于作用在每一个接触点处的不必要的内部力的相互抵消造成的力矩的出现，由此使旋转部件12和22以及传递构件30的位置稳定。

上面提到的旋转传递装置1可修改以得到图3中所图示的旋转传递装置1A，图3是剖视图。原始的和修改的装置采用相同的附图标记表示相同的部件，下面主要说明它们之间的差异，对于整个两个装置中相同的部件的描述省略。

旋转传递装置1A提供有加热元件9A和冷却元件9B，其用于加热和冷却传递构件30、旋转部件12和22以及中间传递构件40的全部或部分。加热和冷却元件9A和9B可以是帕尔帖模块。在该情况下，传递构件30、旋转部件12和22以及中间传递构件40可由膨胀系数彼此不同的材料形成。具有低膨胀系数的材料包括例如黑色金属，具有高膨胀系数的材料包括例如铝合金，如杜拉铝。在旋转传递装置1A的情况下，加热元件9A和冷却元件9B保持在壳体7中。

加热元件9A和冷却元件9B使得可能通过传递构件30调节待传递的最大扭矩。例如，在扭矩传递通过由于传递构件30和旋转部件12及22之间的直接接触产生的摩擦力实现的情况下，通过加热元件9A加热提高接触平面上的接触压力。作为对照，通过冷却元件9B的冷却降低接触平面上的接触压力，由此减小待传递的最大扭矩。另外，由于传递构件30和旋转部件12及22通过油膜彼此接触，并且扭矩传递依赖由于油膜的黏性产生的摩擦力，因此加热减小传递构件30和旋转部件12及22之间的间隙(或油膜的厚度)，由此提高待传递的最大扭矩。作为对照，冷却减小传递构件30和旋转部件12及22之间的间隙(或油膜的厚度)，由此减小待传递的最大扭矩。

而且，旋转传递装置1A应优选地具有温度传感器9C，如图3中所图示的。温度传感器9C发出信号，该信号便于控制待传递的最大扭矩。旋转传递装置1A提供有控制系统，用于通过记录温度和待传递的最大扭矩之间关系的表来控制加热元件9A和冷却元件9B。附带地，旋转传递装置1A不一定总是具有温度传感器9C。

虽然旋转传递装置1A已经实施，但是加热元件9A不一定总是加热全部传递构件30、旋转部件12和22以及中间传递构件40。例如，加热元件9A可布置为仅加热传递构件30和驱动旋转部件12。换句话说，仅需要加热用于扭矩传递的任一构件。出于相同的原因，冷却元件9B不一定总是冷却全部传递构件、旋转部件12和22以及中间传递构件40。例如，冷却元件9B可布置为仅冷却传递构件30和驱动旋转部件12。换句话说，仅需要冷却用于传递扭矩的任一构件。

上面提到的旋转传递装置1可进一步修改为如图中所图示的，图4为旋转传递装置1B的剖视图。原始的和修改的装置采用相同的附图标记表示相同的部件，下面主要说明它们之间的差异，对于整个两个装置中相同的部件的描述省略。

旋转传递装置1B提供有传递构件30B。旋转传递装置1B构造为使得驱动轴11的旋转中心和传递构件30B的内表面与驱动旋转部件12的外表面相遇处的接触点P1之间的距离可变化。其还构造为使得从动轴21的旋转中心和传递构件30B的内表面与从动旋转部件22的外表面相遇处的接触点P4之间的距离可变化。在旋转传递装置1B的情况下，传递构件30B沿其旋转中心线Ct可移动。上述距离可随着传递构件30B移动而变化。例如，当传递构件30B沿旋转中心线Ct从旋转部件12和22(或沿图4中的方向D4)移动远离时，从接触点P1到驱动轴11的旋转中心的距离增大，并且接触点P4到从动轴21的旋转中心之间的距离增大。

可在接触点P1和P4处传递的最大扭矩(Tlim)表达如下：

Tlim＝Ra1×Flim

其中，Ra1表示从接触点P1到驱动轴11的旋转中心的距离。由于Flim是常数，因此待传递的最大扭矩可在传递构件30B移动以增大Ra1时增大。

旋转传递装置1B提供有致动器35，致动器35使传递构件30B移动。在旋转传递装置1B的情况下，致动器35构造为使得其使传递构件30B沿传递构件30B的旋转中心线Ct移动。致动器35附接到例如传递构件30的底部32。致动器35的位置可适当改变。致动器35可以是电机、螺旋管、活塞、形状记忆合金等。

附带地，旋转传递装置1B与旋转传递装置1A的区别在于，驱动旋转部件12具有外侧接触旋转部分12a，其外表面不是弯曲的或沿传递构件的旋转中心线Ct的径向方向鼓起。换句话说，外侧接触旋转部分12a形成为使得从旋转中心线Ct到外侧接触旋转部分12a的外表面的距离La在沿着旋转中心线Ct的方向上保持不变。这在传递构件30B沿旋转中心线Ct移动时防止传递构件30B的内表面和驱动旋转部件12的外表面之间的接触压力和间隙发生改变。

而且，旋转传递装置1B与旋转传递装置1的区别在于，从动旋转部分22的外侧接触旋转部分22a使其外表面不弯曲。换句话说，外侧接触旋转部分22a形成为使得从旋转中心线Ct到外侧接触旋转部分22a的距离Lb在沿着旋转中心线Ct的方向上不改变。这在传递构件30B沿旋转中心线移动时防止传递构件30B的内表面和从动旋转部件22的外表面之间的接触压力和间隙发生改变。

传递构件30B的环单元31使其外表面形成为鼓起部31b朝向旋转中心线Ct突出，并且沿传递构件30B的周向方向延伸。环单元31以鼓起部31b与旋转部件12和22接触。这减小环单元31和驱动旋转部件12之间的接触面积以及环单元31和从动旋转部件22之间的接触面积。

上述旋转传递装置1可进一下修改为图5A和5B中图示的。图5A是旋转传递装置1C的立体视图，其图示了壳体7的内部，图5B是旋转传递装置1C的剖视图。原始的和修改的装置采用相同的附图标记表示相同的部件，下面主要说明它们之间的差异，对于整个两个装置中相同的部件的描述省略。

旋转传递装置1C具有驱动轴11，驱动轴11提供有驱动旋转部件12C，还具有从动轴21，从动轴21提供有从动旋转部件22C。另外，旋转传递装置1C具有传递构件30C。与传递构件30不同，传递构件30C不具有底部32，因此整体呈环形形状。

驱动旋转部件12C使其外侧接触旋转部分12a成形为在其外表面上形成鼓起部12d。鼓起部12d沿驱动轴11的周向方向突出。同样，从动旋转部件22C使其外侧接触旋转部分22a成形为在其外表面上形成鼓起部22d。鼓起部22d沿从动轴21的周向方向突出。如图5B中所图示的，传递构件30C使其内表面与鼓起部12d和22d适形地向内弯曲。这防止传递构件30C相对于旋转部件12C和22C移位。例如，当传递构件30C被施加力以使其沿如图5B中所图示的方向D5移位时，与传递构件30C的内表面接合的鼓起部12d防止传递构件30C移动。在传递构件30C被限制在其运动范围(或旋转范围)的情况下，仅需要在传递构件30C的内表面的对应于鼓起部12d和22d的部分上形成凹部。

将要形成在传递构件30C的内表面上的凹部应具有足够的深度，以使得传递构件30C的内表面的边缘将不与鼓起部12d和22d卡合而阻止传递构件30C和旋转部件12C和22C平滑旋转。

图5A和5B中所图示的实施例可反过来，使得旋转部件12C和22C的外表面具有形成其上的相对浅的凹部，并且传递构件30C的内表面具有形成其上的鼓起部，其安装在旋转部件12C和22C上的凹部中。该结构还防止传递构件30C相对于旋转部件12C和22C移位。

上述旋转传递装置1可进一步修改为图6中所图示的，图6是旋转传递装置1D的剖视图。原始的和修改的装置采用相同的附图标记表示相同的部件，下面主要说明它们之间的差异，对于整个两个装置中相同的部件的描述省略。

如上所述，由该旋转传递装置获得的减速比(ωb/ωa)由下面的公式限定。

ωb/ωa＝Ra1/Ra2＝Rb1/Rb2

旋转传递装置1D具有从动旋转部件22D。旋转传递装置1D特征在于，驱动旋转部件12和从动旋转部件22直径彼此不同。即，距离Ra1和距离Ra2彼此不同，其中Ra1表示从驱动轴11的旋转中心到传递构件30的内表面与驱动旋转部件12的外表面相遇处的接触点P1的距离，Ra2表示从从动轴21的旋转中心到传递构件30的内表面与从动旋转部件22的外表面相遇处的接触点P4的距离。具体地，距离Ra2大于距离Ra1。同样地，距离Rb1和距离Rb2彼此不同，其中Rb1表示从驱动轴11的旋转中心到中间传递构件40与驱动旋转部件12的外表面相遇处的接触点P2的距离，Rb2表示从从动轴21的旋转中心到中间传递构件40与从动旋转部件22的外表面相遇处的接触点P3的距离。具有体，距离Rb2大于距离Rb1。这允许驱动轴11的旋转以减小的速率传递到从动轴21。附带地，旋转传递装置1D的特征在于，传递构件30B的旋转中心线Ct朝向驱动轴11和从动轴21二者都倾斜45度。中间传递构件40由支撑轴34支撑，并且从传递构件30的旋转中心线Ct偏移。

上述旋转传递装置1可进一步修改为图7中所图示的，图7是旋转传递装置1E的剖视图。原始的和修改的装置采用相同的附图标记表示相同的部件，下面主要说明它们之间的差异，对于整个两个装置中相同的部件的描述省略。

旋转传递装置1E与旋转传递装置1相似，因为驱动旋转部件12和从动旋转部件22二者具有相同的直径。但是，传递构件30的旋转中心线Ct设置为从二分驱动轴11和从动轴21之间的角度的直线偏离。换句话说，旋转中心线Ct和驱动轴11之间的角度及旋转中心线Ct和从动轴22之间的角度从45度偏离。这是为什么距离Ra1和距离Ra2彼此不同的原因，其中Ra1表示从驱动轴11的旋转中心到传递构件30的内表面与驱动旋转部件12的外表面相遇处的接触点P1的距离，Ra2表示从从动轴21的旋转中心到传递构件30的内表面与从动旋转部件22的外表面相遇处的接触点P4的距离。在图7中图示的情况下，距离Ra2小于距离Ra1。同样，距离Rb1和距离Rb2彼此不同，其中，Rb1表示从驱动轴11的旋转中心到中间传递构件40与驱动旋转部件12的外表面相遇处的接触点的距离，Rb2表示从从动轴21的旋转中心到中间传递构件40与从动旋转部件22的外表面相遇处的接触点P4的距离。在图7中图示的情况下，距离Rb2小于距离Rb1。这允许驱动轴11的旋转以减小的速率传递到从动轴21，尽管驱动旋转部件12和从动旋转部件22直径相等。

上述旋转传递装置1可进一步修改为图8A到8D中所图示的。图8A是旋转传递装置1F的立体视图，图8A图示了壳体7的内部。图8B是图示了壳体7的内部的侧视图。图8C和8D是图示了旋转传递装置1F的剖视图。图8C和8D的传递构件30F的角度彼此不同。在这些图中，原始的和修改的装置采用相同的附图标记表示相同的部件，下面主要说明它们之间的差异，对于整个两个装置中相同的部件的描述省略。

如图8A中所图示的，旋转传递装置1F具有传递构件30F。而且，驱动轴11提供有驱动旋转部件12F，从动轴21提供有从动旋转部件22F。

旋转传递装置1F特征在于，传递构件30F能够围绕轴线Cu(图8A中图示的)摆动，轴线Cu与驱动轴11和从动轴21二者都交叉。具体地，轴线Cu以直角与驱动轴11和从动轴21交叉。如图8C和8D中图示的，传递构件30F围绕轴线Cu的摆动改变距离Ra1和Ra2，其中Ra1表示从驱动轴11的旋转中心到传递构件30的内表面与驱动旋转部件12的外表面相遇处的接触点P1，Ra2表示从从动轴21的旋转中心到传递构件30的内表面与从动旋转部件22的外表面相遇处的接触点P4的距离。结果，旋转传递装置1F可变化减速比。例如，在图8C中所图示的情况下，传递构件30F使其旋转中心线Ct关于驱动轴11和从动轴21二者倾斜45度。距离Ra1和距离Ra2彼此相等。在图8D中图示的情况下，传递构件30F角度变化，使得距离Ra1变得小于距离Ra2。因此，图8D中图示的旋转传递装置1F将驱动轴11的旋转以比图8C中图示的更大的减速比传递到从动轴21。

如图8A和8B中所图示的，旋转传递装置1F具有摆动构件36，其摆动地支撑传递构件30F。在本文示出的情况下，摆动构件36具有支撑构件36a，支撑构件36a附接到传递构件30F的底部32(参见图8C)。支撑构件36a具有轴承36b，其允许传递构件30F围绕旋转中心线Ct旋转。如图8A中所图示的，摆动构件36具有成对的侧构件36b，成对的侧构件36b在它们之间保持传递构件30F。侧构件36b提供有支撑构件36c，支撑构件36c由壳体7支撑，并且能够围绕轴线Cu旋转。因而，摆动构件36允许传递构件30F围绕旋转中心线Ct旋转，并且允许围绕轴线Cu摆动。

如图8B中所图示的，旋转传递装置1F具有致动器37，致动器37使摆动构件36围绕轴线Cu运动。致动器37可以是电机、螺旋管、活塞、形状记忆合金等。致动器37联接到摆动构件36的支撑部分36a。致动器37可具有不同于此的任何其它结构。例如，摆动构件36的侧构件36b可具有齿轮，齿轮可与其一体旋转，使得致动器37驱动该齿轮。

如图8C中所图示的，驱动旋转部件12F的外侧接触旋转部分12a使其外表面以这样的方式弯曲：其描绘围绕轴线Cu的弧(在横截面中)。结果是，当传递构件30F如图8D中所图示的角度改变时，可能最小化外侧接触旋转部分12a的外表面与传递构件30F的内表面之间的减小和接触压力的改变。同样，外侧接触旋转部分22a使其外表面(在横截面中)弯曲使得外表面描绘围绕轴线Cu的中心的弧。

传递构件30F的内表面具有鼓起部31d，鼓起部31d与旋转部件12F和22F接触。鼓起部31d帮助减小传递构件30F和旋转部件12F和22F之间的接触面积。

另外，如图8C和8D中所图示的，旋转传递装置1F具有支撑轴51。支撑轴51由安装到其并且沿支撑轴51的轴向方向布置的圆柱装部件51a和51b围绕。圆柱装部件51a和51b可独立旋转。圆柱状部件51a与驱动旋转部件12接触，并且圆柱状部件51b与从动旋转部件22接触。该结构防止轴承轴51在传递构件30F摆动以改变减速比时与驱动旋转部件12和从动旋转部件22干涉。

图9图示了机器人的示例，上述旋转传递装置1到1F中的任一个应用于该机器人。如图9中所图示的，机器人91具有构成腿的第一臂91a和第二臂91b。旋转传递装置1到1F中的任一个构建到第一臂91a中。第二臂91b可与上述从动轴21一体旋转。

本发明可不同地修改而不限制到上述实施例。

例如，上述旋转传递装置1，其在驱动旋转部件12和从动旋转部件22之间具有一组中间传递构件40，可修改为在驱动旋转部件12和从动旋转部件22之间具有两组中间传递构件40，两组中间传递构件40沿垂直于驱动轴11和从动轴21二者的方向彼此分离。两组中间传递构件40二者都与驱动旋转部件12和从动旋转部件22接触是可能的。

驱动轴11不一定总是电机10的输出轴。例如，驱动轴11可由通过任何其它旋转传递机构提供的扭矩驱动。

另外，旋转传递装置1可提供有编码器，用于检测从动轴21的旋转或联接到从动轴21的轴(例如图1C中所图示的轴92)的旋转。

另外，另一可能的布置是提供到传递构件的扭矩分布到布置在传递构件内部的第一和第二旋转轴。

而且，驱动旋转部件12或从动旋转部件22可具有形成在其外表面上的齿轮。例如，从动旋转部件12可具有形成其上的齿轮。在该情况下，传递构件30可在驱动旋转部件12的外表面与传递构件30相遇处的接触点处具有齿轮。

Claims (8)

1.一种旋转传递装置，包括：

第一旋转轴，具有第一旋转部件；

第二旋转轴，具有第二旋转部件，并且沿与所述第一旋转轴交叉的方向布置；和

传递构件，具有围绕所述第一旋转部件和所述第二旋转部件的内表面，

中间传递构件，布置在所述第一旋转部件和所述第二旋转部件之间，其中，

所述第一旋转部件配置成将旋转传递到所述传递构件和所述中间传递构件，

所述第二旋转部件配置成从所述传递构件和所述中间传递构件接收旋转，并且

通过在所述第一旋转部件的外表面和所述传递构件的内表面之间产生的摩擦力；通过在第二旋转部件的外表面和所述传递构件的内表面之间产生的摩擦力；通过在所述第一旋转部件的外表面和所述中间传递构件的外表面之间产生的摩擦力；通过在所述第二旋转部件的外表面和所述中间传递构件的外表面之间产生的摩擦力，在所述第一旋转部件和所述第二旋转部件之间传递旋转。

2.根据权利要求l所述的旋转传递装置，

其中，

所述第一旋转部件和所述第二旋转部件的外表面与所述传递构件的内表面配置成通过形成在它们之间的油膜彼此接触。

3.根据权利要求1所述的旋转传递装置，

其中

所述传递构件能够围绕旋转中心线旋转，旋转中心线相对于所述第一旋转轴和所述第二旋转轴二者倾斜。

4.根据权利要求1所述的旋转传递装置，

其中，

所述传递构件使其内表面形成为具有鼓起部，鼓起部与所述第一旋转部件和所述第二旋转部件的外表面接触，并且沿所述传递构件的周边延伸。

5.根据权利要求1所述的旋转传递装置，

其中，

所述第一旋转部件和所述第二旋转部件使其外表面形成为分别具有鼓起部，鼓起部与所述传递构件的内表面接触，并且沿所述第一旋转部件和所述第二旋转部件的周边延伸。

6.根据权利要求1所述的旋转传递装置，

其中，

从所述第一旋转部件和所述第二旋转部件中的至少一个的旋转中心到所述第一旋转部件和所述第二旋转部件中的至少一个和所述传递构件之间的接触点的距离是可调节的。

7.根据权利要求6所述的旋转传递装置，

其中，

所述传递构件能够沿所述传递构件的旋转中心线移动。

8.根据权利要求6所述的旋转传递装置，

其中，

所述传递构件能够围绕与所述第一旋转轴和所述第二旋转轴二者都交叉的轴线摆动。

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